NE: Батареи для электромобилей могут прослужить на 40% дольше, чем ожидалось

Аккумуляторы электромобилей, подвергающихся обычному использованию в реальных условиях — интенсивное движение, длительные поездки по шоссе, короткие поездки по городу и в основном стоянка — могут прослужить примерно на треть дольше, чем обычно прогнозировали исследователи.

Об этом говорится в новом исследовании ученых, работающих в SLAC-Stanford Battery. Это значит, что владельцу типичного элетрического автомобиля еще несколько лет может не потребоваться замена дорогостоящего блока батарей или покупка нового автомобиля.

Почти всегда ученые и инженеры, занимающиеся аккумуляторами, проверяют срок службы новых конструкций батарей в лабораториях, используя постоянную скорость разряда с последующей подзарядкой. Они повторяют этот цикл много раз, чтобы быстро узнать, подходит ли новая конструкция по сроку службы, а также по другим характеристикам.

По мнению авторов исследования, опубликованного 9 декабря в журнале Nature Energy, это не лучший способ предсказать срок службы батарей для электромобилей, особенно для тех, кто использует их для ежедневных поездок на работу. Хотя за последние 15 лет цены на батареи упали примерно на 90%, они по-прежнему составляют почти треть стоимости нового EV. Так что нынешние и будущие пассажиры электромобилей могут быть довольны.

«Мы не тестировали батареи EV как следует», — говорит Симона Онори, старший автор исследования и доцент кафедры энергетических наук и инженерии в Стэнфордской школе устойчивого развития имени Доерра. „К нашему удивлению, реальная езда с частыми ускорениями, торможениями, которые немного заряжают батареи, остановками, чтобы зайти в магазин, и предоставлением батареям возможности отдохнуть в течение нескольких часов за раз, помогает батареям прослужить дольше, чем мы думали, основываясь на стандартных лабораторных тестах“.

Приятный сюрприз

Исследователи разработали четыре типа профилей разрядки аккумуляторов EV, от стандартной постоянной разрядки до динамической разрядки, основанной на реальных данных вождения. Исследовательская группа протестировала 92 коммерческих литий-ионных аккумулятора в течение более чем двух лет, используя все профили разряда. В итоге, чем более реалистично профили отражали реальное поведение водителя, тем выше поднималась продолжительность жизни EV.

В исследовании говорится, что неожиданная продолжительность жизни обусловлена несколькими факторами. Алгоритм машинного обучения, обученный на всех собранных командой данных, помог выявить влияние динамических профилей разряда на деградацию батареи.

Например, исследование показало корреляцию между резкими и короткими ускорениями EV и более медленной деградацией. Это противоречит давним предположениям исследователей аккумуляторов, в том числе и команды, проводившей это исследование, о том, что пики ускорения вредны для аккумуляторов EV.

Сильное нажатие на педаль не ускоряет старение. Более того, оно замедляет его, объясняет Алексис Геслин, один из трех ведущих авторов исследования и аспирант факультета материаловедения и инженерии, а также факультета информатики Стэнфордской школы инженеров.

Два пути старения

Исследовательская группа также искала различия между старением батареи из-за большого количества циклов заряда-разряда и старением батареи, которое происходит просто со временем. Ваши домашние аккумуляторы, которые годами лежали в ящике без дела, не будут работать так же хорошо, как при покупке, если они вообще будут работать.

«Мы, инженеры-аккумуляторщики, считаем, что циклическое старение гораздо важнее, чем старение, вызванное временем. Это в основном справедливо для коммерческих EV, таких как автобусы и фургоны, которые почти всегда либо используются, либо подзаряжаются», — говорит Геслин. „Для потребителей, которые используют свои EV, чтобы добраться до работы, забрать детей, сходить в продуктовый магазин, но в основном не используют их или даже не заряжают, время становится преобладающей причиной старения над цикличностью“.

В исследовании определена средняя скорость разряда, позволяющая сбалансировать временное и циклическое старение, по крайней мере, для коммерческой батареи, которую они тестировали. К счастью, это окно находится в диапазоне реалистичного вождения потребительского EV. Автопроизводители могут обновить свое программное обеспечение для управления батареями EV, чтобы воспользоваться новыми результатами и максимально продлить срок службы батареи в реальных условиях.

Заглядывая в будущее

«В будущем оценка новых химических составов и конструкций батарей с учетом реалистичных профилей спроса будет очень важна», — говорит постдоктор энергетических наук и инженерии Ле Сюй. „Теперь исследователи могут пересмотреть предполагаемые механизмы старения на уровне химии, материалов и элементов, чтобы углубить их понимание. Это облегчит разработку передовых алгоритмов управления, которые оптимизируют использование существующих коммерческих архитектур батарей“.

Результаты исследования выходят за рамки батарей. Ученые и инженеры могут применить эти принципы в других областях хранения энергии, а также к другим материалам и устройствам в физических науках, в которых старение имеет решающее значение, например, к пластмассам, стеклам, солнечным батареям и некоторым биоматериалам, используемым в имплантатах.

«Эта работа подчеркивает возможности интеграции различных областей знаний — от материаловедения, управления и моделирования до машинного обучения — для продвижения инноваций», — сказал Онори.

Ранее ученые выяснили, что может ограничивать долговечность батарей для гибридных и электрических автомобилей.

09.12.2024


Подписаться в Telegram



Транспорт

Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа

Судостроительное предприятие Чкаловская судове...

Томск беспилотный: в городе открыт уникальный центр беспилотников
Томск беспилотный: в городе открыт уникальный центр беспилотников

Сегодня, 13 февраля, полномочный представитель...

Казанские ученые разработали систему для групповой работы дронов
Казанские ученые разработали систему для групповой работы дронов

Исследователи из Казани разработали алгор...

Новая система расширяет возможности беспилотных автомобилей
Новая система расширяет возможности беспилотных автомобилей

Беспилотные автомобили больше не далекая ...

9 из 10 новых автомобилей в Норвегии — полностью электрические
9 из 10 новых автомобилей в Норвегии — полностью электрические

Норвегия стоит на пороге того, чтобы стат...

Вертолеты-«косатки» Ми-8МТВ-1 совершили перелет в 6300 км
Вертолеты-«косатки» Ми-8МТВ-1 совершили перелет в 6300 км

Два вертолета Ми-8МТВ-1 перелетели из Каз...

NE: Батареи для электромобилей могут прослужить на 40% дольше, чем ожидалось
NE: Батареи для электромобилей могут прослужить на 40% дольше, чем ожидалось

Аккумуляторы электромобилей, подвергающихся об...

В Пензе разработали бионический подводный дрон
В Пензе разработали бионический подводный дрон

Новый подводный аппарат разработали в Пен...

В ОЭЗ «Алабуга» для перевозки грузов запустили роботы-грузовики
В ОЭЗ «Алабуга» для перевозки грузов запустили роботы-грузовики

6 автономных грузовых электрокаров Evocargo N1...

В НовГУ придумали, как сканировать дефекты дорожного полотна
В НовГУ придумали, как сканировать дефекты дорожного полотна

В лаборатории беспилотных систем и цифров...

Ростех поставил новые вертолеты Ми-8МТВ-1 в российские регионы
Ростех поставил новые вертолеты Ми-8МТВ-1 в российские регионы

Холдинг Вертолеты России передал Государственн...

Communications of the ACM: Беспилотные авто Tesla можно сделать дешевле
Communications of the ACM: Беспилотные авто Tesla можно сделать дешевле

К 2025 году на дорогах появятся миллионы ...

На ДЭФ показали макет экологичного водородного поезда
На ДЭФ показали макет экологичного водородного поезда

В Южно-Сахалинске стартовал Дальневосточный эн...

Одной бедой меньше: в МФТИ создадут новый способ проверки качества дорог
Одной бедой меньше: в МФТИ создадут новый способ проверки качества дорог

Сотрудники отдела радиофотоники МФТИ создали т...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Как ученые заставили микродроны работать часы напролет
Как ученые заставили микродроны работать часы напролет
IT-бум в Костроме: как новый корпус школы для айтишников изменит регион
IT-бум в Костроме: как новый корпус школы для айтишников изменит регион
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Почему молодежь не хочет детей: цифры, игры и страх будущего
Почему молодежь не хочет детей: цифры, игры и страх будущего
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
Алмазы и технологии: МИФИ и Пекинский университет объединяют научные порывы
Алмазы и технологии: МИФИ и Пекинский университет объединяют научные порывы
Инновации в действии: что обсудят на Форуме технологий в Москве
Инновации в действии: что обсудят на Форуме технологий в Москве
Отключи интернет — почувствуй себя лучше: как два часа в день меняют жизнь
Отключи интернет — почувствуй себя лучше: как два часа в день меняют жизнь
Генетические ножницы CRISPR: новый шаг к лечению синдрома Дауна
Генетические ножницы CRISPR: новый шаг к лечению синдрома Дауна
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Проблемы коммуникации науки и бизнеса обсудили на Международной конференции в Кузбассе
Пластиковые окна Veka Softline 82